CN111795455A - 一种开放式天花板制冷系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种开放式天花板制冷系统，包括天花板、蒸发管、进水管和除水组件，蒸发管固定连接在天花板上，蒸发管为倾斜布置，蒸发管的输入端高于蒸发管的输出端；进水管的输出端连接蒸发管的输入端，进水管上连接有三通阀；除水组件位于蒸发管的下方，除水组件具有水密封腔，蒸发管的输出端通过回收管连接水密封腔，水密封腔连接有第一管道，第一管道向上延伸并连通蒸发管的输入端，第一管道的下端连接有分子筛，分子筛用于限制水蒸气通过，除水组件用于吸收水蒸气。本发明的一种开放式天花板制冷系统利用水吸热蒸发实现制冷，成本低，且环保。

Description

一种开放式天花板制冷系统
技术领域
本发明涉及室内制冷技术领域，尤其是涉及一种开放式天花板制冷系统。
背景技术
现室内的制冷一般是安装常规的空调，如中央空调、柜式空调等，其采用的制冷技术无非就是应用压缩机将冷媒压缩成液体，并输送到蒸发器内，液态的冷媒挥发成气体带走热量，使蒸发器降温实现冷却，但该种制冷技术制造成本高昂，且采用氟利昂这种冷媒对环境有害，不利于环保。
发明内容
本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提供一种开放式天花板制冷系统，利用水吸热蒸发实现制冷，成本低，且环保。
根据本发明实施例的一种开放式天花板制冷系统，包括：天花板；蒸发管，固定连接在所述天花板上，所述蒸发管为倾斜布置，所述蒸发管的输入端高于所述蒸发管的输出端；进水管，设置在所述天花板的外部，所述进水管的输出端连接所述蒸发管的输入端，所述进水管上连接有三通阀；除水组件，设置在所述天花板的外部，所述除水组件位于所述蒸发管的下方，所述除水组件具有水密封腔，所述蒸发管的输出端通过回收管连接所述水密封腔，所述水密封腔连接有第一管道，所述第一管道向上延伸并连通所述蒸发管的输入端，所述第一管道的下端连接有分子筛，所述分子筛用于限制水蒸气通过，所述除水组件用于吸收水蒸气。
上述技术方案至少具有如下有益效果：将蒸发管固定连接在天花板上，从三通阀抽取蒸发管内的空气，形成真空，并向蒸发管内充进氢气，此时蒸发管内水蒸气的分压为零，进水管向蒸发管内供液态水，由于蒸发管内水蒸气的分压为零，因此液态水吸热蒸发，通过蒸发管与其周边的空气(如室内)发生热交换，对室内进行制冷，由于蒸发管向输出端倾斜布置，液态水向蒸发管的输出端流动，同时继续吸热蒸发，持续对室内制冷，水蒸发后，蒸发管内的气体体积膨胀，压力增大，驱使气体经回收管向水密封腔移动，气体到达水密封腔后，水蒸气从不饱和状态逐渐趋向过饱和状态，多余的水蒸气在水密封腔内冷凝成液态水，氢气则经分子筛和第一管道向上移动并进入蒸发管，进行下一个制冷循环，实现持续制冷，该方式利用水吸热蒸发实现制冷，制作成本低，且无需使用氟利昂等对环境有害的冷媒，利于环保。
根据本发明的一些实施例，所述蒸发管的输入端向所述蒸发管的输出端倾斜的角度为2°～10°。
根据本发明的一些实施例，所述蒸发管内设置有吸水纤维。
根据本发明的一些实施例，所述蒸发管为S型弯管。
根据本发明的一些实施例，所述蒸发管为铜管、不锈钢管或薄壁的塑料管。
根据本发明的一些实施例，所述除水组件包括第一水箱和第二水箱，所述第一水箱放置于所述第二水箱内，所述第二水箱具有上开口，所述第二水箱通过第三管道连接所述进水管的输入端，所述第三管道连接有第一开关阀，所述第一水箱的下端设置有下开口，所述下开口连通所述第一水箱和所述第二水箱，所述下开口连接有第二开关阀，所述第一水箱内具有水密封腔。
根据本发明的一些实施例，所述第二水箱的顶部设置有遮光篷。
根据本发明的一些实施例，所述进水管的输入端连接有第三开关阀。
根据本发明的一些实施例，所述进水管连接有U型弯管，所述U型弯管位于所述进水管的下侧。
根据本发明的一些实施例，所述开放式天花板制冷系统还包括制氢装置，所述制氢装置包括第三水箱、阳极块、阴极块、收集罩和外部直流电源，所述第三水箱内存放有制氢电解液，所述阳极块和所述阴极块间隔设置在所述第三水箱内，所述阳极块连接所述外部直流电源的正极，所述阴极块连接所述外部直流电源的负极，所述收集罩罩设在所述阴极块的上方，所述收集罩通过第二管道连接所述水密封腔，所述第二管道上设置有第四开关阀。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为本发明实施例中开放式天花板制冷系统的结构示意图；
图2为本发明实施例中蒸发管的截面图；
图3为本发明实施例中蒸发管的俯视图。
附图标记：
天花板100，U形管夹110；
蒸发管200，回收管210，吸水纤维220；
进水管300，三通阀310，第三开关阀320，U型弯管330；
除水组件400，第一管道410，分子筛411，第一水箱420，水密封腔421，下开口422，第二开关阀423，第二水箱430，上开口431，第三管道432，第一开关阀433，遮光篷434；
制氢装置500，第三水箱510、阳极块520，阴极块530，收集罩540、外部直流电源550，第二管道560，第四开关阀561。
具体实施方式
本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
参照图1和图2，本发明的实施例提供一种开放式天花板制冷系统，包括天花板100，天花板100上通过U形管夹110固定连接有蒸发管200，蒸发管200用于蒸发吸热，蒸发管200倾斜布置，且蒸发管200的输入端高于蒸发管200的输出端，便于液态水向蒸发管200的输出端自流，蒸发管200的输入端连接有进水管300，进水管300设置在天花板100的外部，进水管300用于向蒸发管200内输入液态水，进水管300的输出端伸入蒸发管200内，进水管300上连接有三通阀310，三通阀310用于抽取蒸发管200内的空气，以便形成真空；制冷系统还包括除水组件400，除水组件400设置在天花板100的外部，且位于蒸发管200的下方，除水组件400用于吸收水蒸气，具体的，除水组件400包括第一水箱420和第二水箱430，第一水箱420放置在第二水箱430内，第二水箱430具有上开口431，第二水箱430与外界连通，便于与外界进行热交换，第一水箱420的下端侧壁上设置有下开口422，下开口422使第一水箱420与第二水箱430连通，下开口422上设置有第二开关阀423，便于控制水流速度，第二水箱430通过第三管道432与进水管300的输入端连接，并向第二水箱430内注入少量液态水以覆盖下开口422，使第一水箱420的上部形成水密封腔421，第三管道432上设置有第一开关阀433，便于控制进水速度，水密封腔421的上端通过回收管210连接蒸发管200的输出端，水密封腔421的上端还连接有第一管道410，第一管道410向上延伸并连通蒸发管200的输入端，第一管道410的下端连接有分子筛411，分子筛411只允许氢气通过，并限制水蒸气通过；制冷系统还包括制氢装置500，制氢装置500设置在天花板100的外部，制氢装置500通过第二管道560与水密封腔421连接，制氢装置500用于制取高纯度氢气并输进蒸发管200内，以提供稳定的氢气来源，高纯度氢气确保良好的制冷效果，具体的，制氢装置500包括第三水箱510、阳极块520、阴极块530、收集罩540和外部直流电源550，阳极块520设置为碳棒，阴极块530设置为铁棒，第三水箱510内装有制氢电解液，制氢电解液为不饱和氯化钠溶液，碳棒和铁棒间隔设置在第三水箱510内，且浸泡在不饱和氯化钠溶液内，碳棒连接外部直流电源550的正极，铁棒连接外部直流电源550的负极，外部直流电源550可以将常用的家用电源通过整流获得，根据化学反应方程式NaCl+H2O＝＝通电＝＝NaClO+H2↑即可制取氢气，且氢气在铁棒处逸出，收集罩540罩设在铁棒的上方，收集罩540用于收集制取的氢气，收集罩540的顶部连接第二管道560的一端，第二管道560的另一端连接水密封腔421，从而可向蒸发管200内提供稳定的氢气来源，第二管道560上设置有第四开关阀561，便于控制氢气的流速。
将蒸发管200固定连接在天花板100上，保持室内的美观，制冷系统工作时，先从三通阀310抽取蒸发管200内的空气，形成真空，并通过制氢装置500制取氢气以充进蒸发管200，蒸发管200内的氢气压强设定为一个大气压，此时蒸发管200内水蒸气的分压为零，进水管300向蒸发管200内供液态水，根据国家供水规范，液态水的压力大于一个大气压，由于蒸发管200内水蒸气的分压为零，因此液态水吸热蒸发，通过蒸发管200与其周边的空气(如室内)发生热交换，对室内进行制冷，由于蒸发管200向输出端倾斜布置，液态水向蒸发管200的输出端流动，同时继续吸热蒸发，持续对室内制冷，水蒸发后，蒸发管200内的氢气与水蒸气的混合气体体积膨胀，压力增大，驱使混合气体经回收管210向水密封腔421移动，混合气体到达水密封腔421后，水密封腔421内的混合气体中的水蒸气从不饱和状态逐渐趋向过饱和状态，多余的水蒸气在水密封腔421内冷凝成液态水，液态水经第二水箱430的上开口431与外界进行热交换以散热，氢气则经分子筛411和第一管道410向上移动并进入蒸发管200，进行下一个制冷循环，实现持续制冷，该方式利用水吸热蒸发实现制冷，无需设置压缩机，制作成本低，耗电低，且无需使用氟利昂等对环境有害的冷媒，利于环保。
进一步，蒸发管200的输入端向蒸发管200的输出端倾斜的角度为2°～10°，优选的选取2°，该倾斜角度既使液态水逐渐流向蒸发管200的输出端，又可减缓液态水的流速，不至于液态水快速流走而来不及蒸发，整个蒸发管200内均有液态水吸热蒸发，使蒸发管200充分与室内的空气进行热交换，确保制冷效果。
参照图2，进一步，蒸发管200内的下部设置有吸水纤维220，从蒸发管200的截面图看，蒸发管200内自下而上依次是吸水纤维220、液态水和氢气，吸水纤维220能有效减缓液态水的流速，使蒸发管200内的液态水能充分吸热蒸发，蒸发管200充分与室内的空气进行热交换，确保制冷效果。
参照图3，进一步，蒸发管200设置为S型弯管，可增加蒸发管200与室内空气的接触面积，增大进行热交换的面积，加快对室内制冷的速度。
进一步，蒸发管200为铜管、不锈钢管或薄壁的塑料管，铜管、不锈钢管或薄壁塑料管的传热性能好，便于蒸发管200与室内的空气进行热交换，增加制冷效果。
参照图1，进一步，第二水箱430的顶部设置有遮光篷434，防止太阳直射，避免造成第二水箱430内的水温过高而影响水的降温效果。
参照图1，进一步，进水管300的输入端连接有第三开关阀320，便于控制蒸发管200的进水速度，同时第三开关阀320与第二开关阀423配合，使蒸发管200内形成封闭环空间，安装前可关闭第三开关阀320和第二开关阀423，便于从三通阀310处抽蒸发管200内的空气，形成真空。
参照图1，进一步，进水管300连接有U型弯管330，U型弯管330位于进水管300的下侧，U型弯管330内存积有液态水，形成水封，能防止蒸发管200内的氢气逸出。
上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (10)

1.一种开放式天花板制冷系统，其特征在于，包括：
天花板(100)；
蒸发管(200)，固定连接在所述天花板(100)上，所述蒸发管(200)为倾斜布置，所述蒸发管(200)的输入端高于所述蒸发管(200)的输出端；
进水管(300)，设置在所述天花板(100)的外部，所述进水管(300)的输出端连接所述蒸发管(200)的输入端，所述进水管(300)上连接有三通阀(310)；
除水组件(400)，设置在所述天花板(100)的外部，所述除水组件(400)位于所述蒸发管(200)的下方，所述除水组件(400)具有水密封腔(421)，所述蒸发管(200)的输出端通过回收管(210)连接所述水密封腔(421)，所述水密封腔(421)连接有第一管道(410)，所述第一管道(410)向上延伸并连通所述蒸发管(200)的输入端，所述第一管道(410)的下端连接有分子筛(411)，所述分子筛(411)用于限制水蒸气通过，所述除水组件(400)用于吸收水蒸气。
2.根据权利要求1所述的一种开放式天花板制冷系统，其特征在于：所述蒸发管(200)的输入端向所述蒸发管(200)的输出端倾斜的角度为2°～10°。
3.根据权利要求1所述的一种开放式天花板制冷系统，其特征在于：所述蒸发管(200)内设置有吸水纤维(220)。
4.根据权利要求1所述的一种开放式天花板制冷系统，其特征在于：所述蒸发管(200)为S型弯管。
5.根据权利要求1所述的一种开放式天花板制冷系统，其特征在于：所述蒸发管(200)为铜管、不锈钢管或薄壁的塑料管。
6.根据权利要求1所述的一种开放式天花板制冷系统，其特征在于：所述除水组件(400)包括第一水箱(420)和第二水箱(430)，所述第一水箱(420)放置于所述第二水箱(430)内，所述第二水箱(430)具有上开口(431)，所述第二水箱(430)通过第三管道(432)连接所述进水管(300)的输入端，所述第三管道(432)连接有第一开关阀(433)，所述第一水箱(420)的下端设置有下开口(422)，所述下开口(422)连通所述第一水箱(420)和所述第二水箱(430)，所述下开口(422)连接有第二开关阀(423)，所述第一水箱(420)内具有水密封腔(421)。
7.根据权利要求6所述的一种开放式天花板制冷系统，其特征在于：所述第二水箱(430)的顶部设置有遮光篷(434)。
8.根据权利要求1所述的一种开放式天花板制冷系统，其特征在于：所述进水管(300)的输入端连接有第三开关阀(320)。
9.根据权利要求1所述的一种开放式天花板制冷系统，其特征在于：所述进水管(300)连接有U型弯管(330)，所述U型弯管(330)位于所述进水管(300)的下侧。
10.根据权利要求1所述的一种开放式天花板制冷系统，其特征在于：所述开放式天花板制冷系统还包括制氢装置(500)，所述制氢装置(500)包括第三水箱(510)、阳极块(520)、阴极块(530)、收集罩(540)和外部直流电源(550)，所述第三水箱(510)内存放有制氢电解液，所述阳极块(520)和所述阴极块(530)间隔设置在所述第三水箱(510)内，所述阳极块(520)连接所述外部直流电源(550)的正极，所述阴极块(530)连接所述外部直流电源(550)的负极，所述收集罩(540)罩设在所述阴极块(530)的上方，所述收集罩(540)通过第二管道(560)连接所述水密封腔(421)，所述第二管道(560)上设置有第四开关阀(561)。
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